【題目】如圖所示,過中心線的截面為矩形的圓柱形棒是用折射率n= 的透明材料制成的.圓柱形棒的直徑為D=6cm,一光束從左側(cè)端面中心射入圓柱形棒,在柱體內(nèi)發(fā)生多次全反射最終由棒的右側(cè)端面中心射出.若要使折射光在上下側(cè)邊恰好發(fā)生全反射.sin53°=0.8,cos53°=0.6,則
(1)這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應(yīng)為多少?
(2)若要使出射光與入射光平行,棒的長度應(yīng)該滿足什么條件?
【答案】
(1)解:光在柱面上恰好發(fā)生全反射時,設(shè)臨界角為C,則:
sinC=
解得:C=53°
設(shè)光從圓柱棒的左側(cè)端面中心射入時入射角為i,折射角為r,
由折射定律有:
=n
由幾何關(guān)系知:r+C=90°
解得:sini=nsin(90°﹣C)=ncos53°=0.75
答:這束光在左側(cè)端面的入射角的正弦值應(yīng)為0.75;
(2)由圖可知:要想出射光與入射光平行,光必須在上下側(cè)面全反射總次數(shù)為偶數(shù)次,
設(shè)全反射總次數(shù)為2k次(k=1、2、3…)
則s=
棒的長度L=2k×2s=16kcm(k=1、2、3…)
答:若要使出射光與入射光平行,棒的長度應(yīng)該滿足16kcm(k=1、2、3…)的條件.
【解析】(1)首先根據(jù)臨界角和折射率之間的關(guān)系,求出臨界角,然后再根據(jù)折射定律,結(jié)合幾何關(guān)系求出入射角的正弦值。
(2)首先根據(jù)題意進行分析,要使出射光與入射光平行發(fā)生全反射的次數(shù)必須為偶數(shù)次,列出數(shù)列的通項公式求出長度應(yīng)滿足的條件。
【考點精析】本題主要考查了光的折射的相關(guān)知識點,需要掌握光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時,在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射才能正確解答此題.
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【題目】在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,實驗室僅提供下列實驗器材:
A.兩節(jié)舊干電池,每節(jié)電動勢約1.5V
B.直流電壓表Vl、V2 , 量程均為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ
C.電流表,量程0~0.6A,內(nèi)阻小于1Ω
D.定值電阻R0 , 阻值2Ω
E.滑動變阻器R,最大阻值15Ω
F.導(dǎo)線和開關(guān)若干
(1)請根據(jù)連接的實物圖甲,在圖乙虛線框中畫出對應(yīng)的電路圖;
(2)根據(jù)圖甲電路進行實驗,測得多組U、I數(shù)據(jù),作出U﹣I圖象,求出電動勢和內(nèi)阻的值均小于真實值,其產(chǎn)生誤差的原因是 .
(3)實驗過程中,由于電流表發(fā)生了故障,某同學(xué)又設(shè)計了圖丙所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻,實驗中移動滑動變阻器觸頭,記錄Vl和V2的值如表所示,用測出的數(shù)據(jù)在圖丁中繪出U1﹣U2圖線.
組數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
電壓U1/V | 0.80 | 1.25 | 1.53 | 1.72 | 1.87 | 1.98 |
電壓U2/V | 1.60 | 1.87 | 2.04 | 2.15 | 2.24 | 2.31 |
(4)由圖線可得被測電池組的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】2017年4月23日,青島快樂運動秀之遙控車漂移激情挑戰(zhàn),挑戰(zhàn)賽中若ab兩個遙控車同時同地向同一方向做直線運動,它們的v﹣t圖象如圖所示,則下列說法正確的是( 。
A. b車啟動時,a車在其前方2m處
B.運動過程中,b車落后a車的最大距離為4m
C.b車啟動3s后正好追上a車
D.b車超過a車后,兩車不會再相遇
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【題目】如圖甲所示,理想變壓器原線圈輸入圖乙所示的正弦變電流,副線圈中的R0、R1為定值電阻,滑動變阻器的最大阻值為R,且R1<R0 . 理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2;理想交流電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2; 理想交流電壓表V2和理想交流電流表A2示數(shù)變化的絕對值分別為△U2、△I2 , 下列說法正確的是( 。
A.t=0.01s時,理想交流電壓表V1的示數(shù)為零
B.滑動變阻器滑片從最下端向上滑動,I1增大,U2減小
C.滑動變阻器滑片從最下端向上滑動, 變大
D.滑動變附器滑片從最下端向上滑動,I2U2減小
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【題目】恢復(fù)系數(shù)是反映碰撞時物體變形恢復(fù)能力的參數(shù),它只與碰撞物體的材料有關(guān).兩物體碰撞后的恢復(fù)系數(shù)為 ,其中v1、v2和v1'、v2'分別為物體m1、m2碰撞后的速度.某同學(xué)利用如下實驗裝置測定物體m1和m2碰撞后恢復(fù)系數(shù).實驗步驟如下:
①如圖所示,將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實驗中球m1、球m2與木條的撞擊點;
②將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸,讓入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放,撞擊點為B';
③將木條平移到圖中所示位置,入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放,確定撞擊點;
④球m2靜止放置在水平槽的末端相撞,將入射球m1從 斜軌上A點由靜止釋放,球m1和球m2相撞后的撞擊點;
⑤測得B'與撞擊點N、P、M各點的高度差分別為h1、h2、h3;
根據(jù)該同學(xué)的實驗,回答下列問題:
(1)兩小球的質(zhì)量關(guān)系為m1m2(填“>”、“=”或“<”)
(2)木條平移后,在不放小球m2時,小球m1從斜軌頂端A點由靜止釋放,m1的落點在圖中的點,把小球m2放在斜軌末端邊緣B處,小球m1從斜軌頂端A點由靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,碰后小球m1的落點在圖中點 .
(3)利用實驗中測量的數(shù)據(jù)表示小球m1和小球m2碰撞后的恢復(fù)系數(shù)為e=點.
(4)若在利用天平測量出兩小球的質(zhì)量分別為m1、m2 , 則滿足表示兩小球碰撞后動量守恒;若滿足表示兩小球碰撞前后機械能均守恒.
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【題目】在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中,采用如圖A所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點計時器打出的點計算出.
①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足__________時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
②一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做a與_______的圖象.
③如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a—F圖象,說明實驗存在的問題是______.
④乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示,兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同_________.
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【題目】某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下:
a.安裝好實驗器材.
b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動,重復(fù)幾次,選出一條點跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點跡,從便于測量的點開始,每兩個打點間隔取一個計數(shù)點,如下圖中0、1、2、…、6點所示.
c.測量1、2、3、…、6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離,分別記為s1、s2、s3、…、s6.
d.通過測量和計算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻變速直線運動.
e.分別計算出s1、s2、s3、…、s6與對應(yīng)時間的比值.
f. 以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點,畫出-t圖象.
結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(wù):
①實驗中,除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列的器材中,必須使用的有______(填選項代號).
A.電壓合適的50 Hz交流電源
B.電壓可調(diào)的直流電源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
F.重錘
②該同學(xué)利用實驗得到的數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出各個計數(shù)點對應(yīng)的坐標(biāo),請你在該圖中畫出-t圖象____ .
③根據(jù)-t圖象判斷,在打0計數(shù)點時,小車的速度v0=_________m/s;它在斜面上運動的加速度a=______m/s2.
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【題目】如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運動的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則( )
A. t2時刻,小物塊離A處的距離達到最大
B. t2時刻,小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大
C. 0~t2時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~t2時間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用
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【題目】如圖所示,一斜面固定在水平地面上,現(xiàn)將一小球從斜面上P點以某一初速度水平拋出,它在空中飛行的水平位移是x1 , 若將初速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍,空中飛行的水平位移是x2 , 不計空氣阻力,假設(shè)小球落下后不反彈,則x1和x2的大小關(guān)系可能正確的是( )
A.x2=3x1
B.x2=4x1
C.x2=5x1
D.x2=6x1
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